安全孔板（F（Z））在控制阀失败工况下的应用.pdf

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1、279柬工案提术理论研究安全孔板(F(z))在控制阀失败工况下的应用付玉珍(福陆(中国)工程建设有限公司。上海20110：3)摘要：本文主要介绍了一种切实可行，简单可靠的设计思路，即孔板和控制阀串联，用于控制阀失败工况的设计，我们称之为安全孔板F(z)。通过安全孔板F(Z)的使用，减小了安全阀的泄放量，降低了火炬系统的负荷，节省了投资；并且使控制阀失败工况下，安全阀的泄放量不受控制阀影响关键词：安全孔板；控制阀失败；安全阀；泄放量在工程设计中，我们总是想降低安全阀的泄放量，从而来减小安全阀系统的尺寸，包括进出口管线，来降低投资，甚至来降低火炬系统的负荷。降低安全阀

2、泄放量的措施有很多，针对不同的泄放工况其采取的措施也会有所不同。在绝大部分的工艺流程中，都会有控制阀失败(全开)的分析工况，一般的做法都会根据控制阀最终的流量系数(cv值)来反算安全阀的泄放量，但这种做法需要项目的进度计划做的比较好，控制阀的采购等不影响安全阀系统的设计选型，在进度配合的不是很好的情况下，这种工况下安全阀的泄放量就会按经验估计一个量，不再进行校验反算了。笔者在最近和国外专利商合作的过程中，有一种具有安全功能的孔板和控制阀串联，主要的目的就是为了在控制阀失败(全开)工况下，降低并能图2间接泄放流程控制相应安全阀的泄放量，其保守的计算方法可以在早期就能

3、确定安全阀的泄放量，从而为解决控制阀失败的工况分析提供一条新的只是在间接泄放的流程中，需要将孔板算的加热介质鼙再折算成塔思路。本文将着重阐述这种方法的使用以及计算等。内介质的蒸发量，从而计算出相应安全阀的泄放量。带安全功能的孔板，以下我们简称其为F(Z)孔板，其为一锐角对于F(Z)孔板，由于其在正常操作中也会有降压作用，所以彳F倒角孔板，在本质上和一般的孔板没有区别，主要的区别是在于其选择F(z)孔板时必须考虑到正常工况的操作，即对于F(Z)孔板的没需要定期校验并要像其他安全设施一样登记入册，定期维修。计，必须要满足两种工况的要求：正常工况和泄放工况，满足以上两种

4、工况的孔板，即可认为是合格的孔板。F(z)孔板的计算步骤基本如下：(1)据正常工况，确定控制阀和孔板总共可以得到的压力降，即控制阀前操作压力和容器最终操作压力之差，DP1。(2)首先均分步骤1中得到的总压力降DP1，即控制阀秆1孔板的初始压降均为O．5DPI。(3)根据正常操作流量和步骤2中所得的压降计算出相应的控制阀和F(z)孔板，求得相应的孔板孔径do。(4)在控制阀失败全开时，保守计算可以认为控制阀全开时压降为0。此时通过孔板的介质量最大。(5)根据操作要求，分析出在控制阀失败全开时，孔板上游的最大操作压力P1’。(6)根据p1’和下游容器安全阀的设定压力P

5、3，以及步骤3图1直接泄放流程中所得的孔板孔径dO，即可求出在控制阀失败全开工况下的安全的相应泄放量Q1。F(Z)孔板和控制阀串联对安全阀的计算主要有两种情况，一种(7)如果Q1量偏大，可以回到步骤2，从新分配控制阀币¨孔是通过F(Z)孔板的介质直接通过相应的PSV泄放，流程如图1。板的压降，可多分配些压降在孔板上，使其孔径减小，从而减少最还有一种是间接泄放，即通过F(Z)孔板的介质并不直接从相应终的泄放量，直到达到可以接受的值。的PSV泄放，其作为加热介质(其他作用介质)使其他介质蒸发，下面通过两个例子来加以说明。从而导致相应的PSV泄放，典型的即为精馏塔再沸器

6、热源上设置此例一：某容器有一氮气进料线，正常操作时氮气流量为757．5kg／流程来控制非正常热量输入工况下的泄放量，流程如图2。h，进口为v(z)孔板和流量控制阀串联设置，孔板前压力为21barg，在实际设计中，F(Z)孔板也可能会在控制阀的上游。温度为23~C，容器内操作压力为4．0barg，进口管线为DNS0(内径这两种流程其实并没有实质性的区别，其计算过程基本一致，为49．25ram)，容器的安全阀设定压力为17．7barg，试求在进口流丝理柬工案投术280控制阀失败全开时的安全阀泄放量。通过HYSYS进行蒸汽的绝热降压模拟，可以得到在30．7barg时的(

7、1)由以上的计算步骤，可先由正常工况进行推算，可以知道蒸汽性质：蒸汽温度为238℃，粘度为O．0171cp，绝热指数K为在正常操作时，F(z)孔板和下游控制阀的总共压力降为DP1：21—1．3077，密度为15．706kg／m。4=17bar。(3)孔板后即为再沸器壳侧操作压力25．4barg，所以孔板前后(2)先取其一半作为孔板的正常操作时的压降，即DP2为压力之比为：25．4／3O．7=82．7％，大于可能产生阻塞流的值，在塔的17／2--8．5barg，所以正常操作时孔板后的压力为4+8．5=12．5barg。孔最小弹性操作时，因为蒸汽流量变小，此孔板的压力

8、降会更小，